文档介绍：工学硕士学位论文

废水处理脉冲电源研究

THE RESEARCH OF PULSE POWER SUPPLY
FOR WASTE WATER DISPOSAL
张巍

哈尔滨工业大学
2009 年 6 月
国内图书分类号:TM461
国际图书分类号:

工学硕士学位论文

废水处理脉冲电源研究

硕士研究生:张巍
导师:吴辉副教授
申请学位:工学硕士
学科、专业:电力电子与电力传动
所在单位:电气工程系
答辩日期:2009 年 6 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index: TM461
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Dissertation for the Master Degree in Engineering

THE RESEARCH OF PULSE POWER SUPPLY
FOR WASTE WATER DISPOSAL

Candidate: Zhang Wei
Supervisor: Associate Prof. Wu Hui
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Power Electronics and Electrical
Speciality:
Drives
Affiliation: Electrical Engineering
Date of Defence: July, 2009
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
高压脉冲技术应用于难处理的工业污染物质及其污水的深度处理方法是目
前国内外研究的热点。该方法利用电子传输过程能量释放的多样性和放电产生
的低温等离子体,作用于难生物降解的污染物废水,收到了良好效果。本文针
对废水处理工艺基理对脉冲电源的特殊要求,给出了一种适用于处理废水的脉
冲电源的可行性设计方案并对相关技术进行了研究。
用于废水处理的脉冲具有脉冲幅值高(几十 kV)、上升速度快(几 ns
级)、维持时间为几十 ns 的特点,因此对产生脉冲的电源要求较高。本文根据
其特点提出了主电路拓扑结构,包括两部分:全桥串联谐振恒流充电电路及由
Blumlein 传输线构成的脉冲形成回路。充电电路通过电感和电容谐振,对大电
解电容进行恒流充电,使充电电容电压呈线性上升;脉冲形成部分设计了两级
电容充放电回路,实现对脉冲上升沿的有效压缩,并利用脉冲变压器对脉冲升
压,使其达到所需值,并利用 Blumlein 传输线进行最后一次脉冲压缩,实现
脉冲的 ns 级输出。
本文对全桥串联谐振恒流充电原理进行了深入研究,给出了充电回路不同
导通阶段等效电路图及复频域图,推导出谐振电流、电压及平均充电电流公
式。同时,给出了充电回路电路参数、功率变压器及谐振电感的设计方法及过
程。分析了寄生电容对恒流充电特性的影响。并采用控制芯片 SG3525、驱动
芯片 IR2110 对主电路进行控制驱动,搭接实际电路模型进行谐振电流、电压
及充电电压波形测试,通过与理想波形的对比,验证了恒流充电原理及参数设
计的合理性。
对脉冲形成部分进行了原理分析,给出了脉冲电路参数及脉冲变压器的设
计方法及过程。对该回路进行了仿真分析,验证了电路设计及参数选取的合理
性。

关键词 ns级陡脉冲;恒流充电;串联谐振开关变换器
- I -
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
High-pulse technique which applied to unmanageable industry pollutant and
method of deep dispose has ing researching hotspot. This method using
diversity of energy of electron transmission process and low temperature plasma of
discharging procreant. It presents favorable application foreground. The